JP4740549B2

JP4740549B2 - 車両用運転操作補助装置および車両用運転操作補助装置を備えた車両

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Publication number: JP4740549B2
Application number: JP2004064020A
Authority: JP
Inventors: 健木村; 洋介小林; 原平内藤
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2004-03-08
Filing date: 2004-03-08
Publication date: 2011-08-03
Anticipated expiration: 2024-03-08
Also published as: JP2005247250A

Description

本発明は、運転者の操作を補助する車両用運転操作補助装置に関する。

従来の車両用運転操作補助装置においては、前方障害物との接触の可能性を予測し、接触の可能性に基づいて制動制御を行っている（例えば特許文献１参照）。この装置は、自車速に応じた減速度で自車両を減速し、運転者に減速ショックを与えることにより接触の可能性が高いことを報知する。

本願発明に関連する先行技術文献としては次のものがある。

特開平９−２８６３１３号公報

しかしながら、上述したような従来の装置にあっては、自車両が一旦前方障害物に接近すると、相対速度が十分に小さくなったとしても車間距離を広げるように減速度が発生し、運転者に違和感を与える可能性があるという問題があった。

本発明による車両用運転操作補助装置は、自車両前方の前方車を検出し、自車両と前記前方車との車間距離および相対速度を検出する障害物検出手段と、自車速を検出する車速検出手段と、前記障害物検出手段で検出した前記車間距離と前記車速検出手段で検出した前記自車速から前記自車両と前記前方車との車間時間、または前記障害物検出手段で検出した前記車間距離と前記相対速度から前記自車両と前記前方車との余裕時間を算出するリスクポテンシャル算出手段と、前記自車両の前方に第１の仮想弾性体を設けたと仮定し、前記第１の仮想弾性体が前記前方車に当たって圧縮された場合の前記第１の仮想弾性体の反発力を第１の反発力として算出する第１反発力算出手段と、前記自車両の前方に第２の仮想弾性体を設けたと仮定し、前記第２の仮想弾性体が前記前方車に当たって圧縮された場合の前記第２の仮想弾性体の反発力を第２の反発力として算出する第２反発力算出手段と、前記第１反発力算出手段によって算出される前記第１の反発力と、前記第２反発力算出手段によって算出される前記第２の反発力のうち、大きい方の値を制御用反発力として決定する制御用反発力決定手段と、前記制御用反発力決定手段によって決定された前記制御反発力に基づいて、アクセルペダルに発生する操作反力、および前記自車両に発生する制駆動力の少なくともいずれかを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記制御反発力が大きくなるほど前記操作反力を大きくし、前記制御反発力が大きくなるほど駆動力が小さく制動力が大きくなるように制御し、前記第１反発力算出手段は、前記車間時間または前記余裕時間が第１しきい値より小さい場合に、前記第１しきい値と前記自車速に基づいて前記第１の仮想弾性体の長さを設定し、前記第１の仮想弾性体の長さと前記車間距離との差に第１のバネ定数を乗算することにより前記第１の反発力を算出し、前記第２反発力算出手段は、前記車間時間または前記余裕時間が第２しきい値より小さい場合に、前記第２しきい値と前記自車速に基づいて前記第２の仮想弾性体の長さを設定し、前記第２の仮想弾性体の長さと前記車間距離との差に第２のバネ定数を乗算することにより前記第２の反発力を算出し、前記第２しきい値は前記第１しきい値よりも小さく、前記第１バネ定数は前記第２バネ定数よりも小さく、前記制御用反発力として前記第２の反発力が選択されていた状態から前記第１の反発力が選択される状態へ移行する際に、前記制御用反発力を、前記第１の反発力と前記第２の反発力から決定される値よりも低下させた後、前記第１の反発力と前記第２の反発力から決定される値まで復帰させる制御用反発力補正手段をさらに備え、前記制御用反発力補正手段は、前記第２の反発力が選択されていた状態から前記第１の反発力が選択される状態へ移行する際に、前記第１しきい値または前記第１バネ定数を減少することにより前記第１の反発力を減少補正し、前記制御用反発力決定手段において前記減少補正した第１の反発力と前記第２の反発力のいずれか大きい方の値を前記制御用反発力として選択させることにより、前記制御用反発力を低下し、前記制御用反発力として前記第１の反発力が選択されていた状態から前記第２の反発力が選択される状態へ移行する際には、前記第１の反発力の減少補正を行わない。

自車両と障害物との接触の可能性に関するリスクポテンシャルに基づいた制御を行う際に、リスクポテンシャルが高い状態から低い状態へ移行する場合には制御量を一旦低下させた後、復帰させるので、運転者に違和感を与えることのない制御を行うことができる。

《第１の実施の形態》
本発明の第１の実施の形態による車両用運転操作補助装置について、図面を用いて説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態による車両用運転操作補助装置１の構成を示すシステム図である。

まず、車両用運転操作補助装置１の構成を説明する。車両用運転操作補助装置１は、レーダ装置１０，車速センサ２０，舵角センサ３０，障害物検知装置４０，コントローラ５０，駆動力制御装置６０，および制動力制御装置９０等を備えている。

レーダ装置１０は、例えば車両の前方グリル部もしくはバンパ部等に取り付けられたレーザレーダであり、水平方向に赤外線レーザ光を照射して車両前方領域を走査し、自車両前方の障害物を検出する。図２に、レーダ装置１０による障害物検出の原理を説明する図を示す。図２に示すように、レーダ装置１０はレーザ光を出力する発光部１０ａと、自車両の前方にある反射物（通常、前方車の後端）で反射された反射光を検出する受光部１０ｂとを備えている。発光部１０ａはスキャニング機構が組み合わされており、図２に矢印で示すように振れるように構成されている。発光部１０ａは角度を変化させながら所定角度範囲内で順次発光する。レーダ装置１０は、発光部１０ａによるレーザ光の出射から受光部１０ｂにおける反射波の受光までの時間差に基づいて自車両から障害物までの距離を計測する。

レーダ装置１０は、スキャニング機構により自車両の前方領域をスキャニングしながら、各スキャニング位置またはスキャニング角度について反射光を受光した場合に障害物までの距離を算出する。さらに、レーダ装置１０は、障害物を検出したときのスキャニング角とその障害物までの距離とに基づいて、自車両に対する障害物の左右方向の位置も算出する。すなわち、レーダ装置１０は、障害物の有無とともに自車両に対する障害物の相対的な位置を検出する。

図３に、レーダ装置１０による障害物の検出結果の一例を示す。各スキャニング角で自車両に対して障害物の相対的な位置を特定することにより、図３に示すようにスキャニング範囲内で検出できる複数の物体についての平面的な存在状態図を得ることができる。

障害物検知装置４０は、レーダ装置１０および車速センサ２０の検出結果に基づいて前方障害物に関する情報を取得する。具体的には、障害物検知装置４０は、レーダ装置１０からスキャニング周期毎またはスキャニング角ごとに出力される検出結果に基づいて、検出した物体の動きを判別するとともに、物体間の近接状態や動きの類似性等に基づいて、検出した物体が同一物体であるか異なる物体であるかを判別する。

そして、障害物検知装置４０は、レーダ装置１０と車速センサ２０からの信号に基づいて、自車両と前方障害物との車間距離と相対速度、および自車両に対する前方障害物の左右方向距離を認識する。なお、障害物検知装置４０は、複数の前方障害物を検知した場合は各障害物についての情報を取得する。障害物検知装置４０は、取得した障害物情報をコントローラ５０へ出力する。

舵角センサ３０は、ステアリングコラムもしくはステアリングホイール（不図示）付近に取り付けられた角度センサ等であり、ステアリングシャフトの回転を操舵角として検出し、コントローラ５０へ出力する。

アクセルペダル６１には、アクセルペダル６１の踏み込み量（操作量）を検出するアクセルペダルストロークセンサ（不図示）が設けられている。アクセルペダルストロークセンサによって検出されたアクセルペダル操作量はコントローラ５０および駆動力制御装置６０に出力される。ブレーキペダル９１には、その踏み込み量（操作量）を検出するブレーキペダルストロークセンサ（不図示）が設けられている。ブレーキペダルストロークセンサによって検出されたブレーキペダル操作量は、制動力制御装置９０に出力される。

コントローラ５０は、ＣＰＵと、ＲＯＭおよびＲＡＭ等のＣＰＵ周辺部品とから構成され、車両用運転操作補助装置１全体の制御を行う。コントローラ５０は、車速センサ２０から入力される自車速、および障害物検知装置４０から入力される障害物情報から、自車両の走行状況を認識する。コントローラ５０は、走行状況に基づいて自車両と前方障害物との接触の可能性を表すリスクポテンシャルを算出する。さらに、コントローラ５０は、障害物に対するリスクポテンシャルに基づいて、自車両に発生する制駆動力を制御する。

駆動力制御装置６０は、アクセルペダル６１の操作状態に応じた駆動力を発生するようにエンジン（不図示）を制御するとともに、外部からの指令に応じて、発生させる駆動力を変化させる。図４に、駆動力制御装置６０の構成を表すブロック図を示す。図５に、アクセルペダル操作量ＳＡとドライバ要求駆動力Ｆｄａとの関係を定めた特性マップを示す。駆動力制御装置６０は、図４に示すようにドライバ要求駆動力算出部６０ａと、加算器６０ｂと、エンジンコントローラ６０ｃとを備えている。

ドライバ要求駆動力算出部６０ａは、図５に示すようなマップを用いて、アクセルペダル６１が踏み込まれたときの操作量（アクセルペダル操作量）ＳＡに応じてドライバが要求する駆動力（ドライバ要求駆動力）Ｆｄａを算出する。加算器６０ｂは、算出されたドライバ要求駆動力Ｆｄａに、後述する駆動力補正量ΔＤａを加えて目標駆動力を算出し、エンジンコントローラ６０ｃへ出力する。エンジンコントローラ６０ｃは、目標駆動力に従ってエンジン制御指令値を算出する。ここで、エンジン制御指令値は例えばスロットルバルブ開度の制御指令値であり、エンジンコントローラ６０ｃは目標駆動力を実現するようにスロットルバルブ開度を制御する。

制動力制御装置９０は、ブレーキペダル９１の操作状態に応じた制動力を発生するようにブレーキ液圧を制御するとともに、外部からの指令に応じて、発生させるブレーキ液圧を変化させる。図６に、制動力制御装置９０の構成を表すブロック図を示す。図７に、ブレーキペダル操作量ＳＢとドライバ要求制動力Ｆｄｂとの関係を定めた特性マップを示す。図６に示すように、制動力制御装置９０は、ドライバ要求制動力算出部９０ａと、加算器９０ｂと、ブレーキ液圧コントローラ９０ｃとを備えている。

ドライバ要求制動力算出部９０ａは、図７に示すようなマップを用いて、ブレーキペダル９１の踏み込み量（ブレーキペダル操作量）ＳＢに応じてドライバが要求する制動力（ドライバ要求制動力）Ｆｄｂを算出する。加算器９０ｂは、算出されたドライバ要求制動力Ｆｄｂに、後述する制動力補正値ΔＤｂを加えて目標制動力を算出し、ブレーキ液圧コントローラ９０ｃに出力する。ブレーキ液圧コントローラ９０ｃは、目標制動力に従ってブレーキ液圧指令値を算出する。ブレーキ液圧コントローラ９０ｃからの指令に応じて各車輪に設けられたブレーキ装置９５が作動する。

以下に、本発明の第１の実施の形態による車両用運転操作補助装置１の動作を説明する。まず、動作の概要を説明する。車両用運転操作補助装置１は、障害物検知装置４０で検出される障害物情報に基づいて自車両と前方障害物とが接触する可能性を推定する。具体的には、前方障害物との接触の可能性を表すリスクポテンシャルを算出し、リスクポテンシャルに応じて自車両の制駆動力制御を行う。これにより、接触の可能性を低減するとともに運転者に減速感を与えて運転者の注意を喚起する。

さらに、第１の実施の形態においては、接触の可能性が低い状態から高い状態へ移行するときは自車両に作用する制駆動力の補正量を速やかに増加する。一方、接触の可能性が高い状態から低い状態へ移行する場合は、十分な車間距離が確保された段階で円滑に追従走行に移行できるように制駆動力の補正量を一時的に低下させる。

第１の実施の形態による車両用運転操作補助装置１の動作を、図８を用いて詳細に説明する。図８は、第１の実施の形態のコントローラ５０における運転操作補助制御処理の処理手順のフローチャートである。本処理内容は、一定間隔、例えば５０ｍｓｅｃ毎に連続的に行われる。

まず、ステップＳ１１０で、車速センサ２０によって検出される自車速Ｖｈと、舵角センサ３０によって検出される自車両の操舵角δのデータを読み込む。ステップＳ１２０では、アクセルペダルストロークセンサ（不図示）によって検出されるアクセルペダル操作量ＳＡを読み込む。つづくステップＳ１３０で、レーダ装置１０および車速センサ２０の検出結果に従って障害物検知装置４０で算出した前方障害物に関する情報を読み込む。なお、障害物が複数検出されている場合は各障害物の情報を読み込む。障害物に関する情報は、例えば各障害物までの前後方向の距離（車間距離）Ｘと、自車両に対する障害物の左右方向位置ｘおよび前後方向位置ｙである。

ステップＳ１４０では、ステップＳ１１０で読み込んだ自車速Ｖｈおよび操舵角δに基づいて、自車両の進路を推定する。以下に、予測進路の推定方法を図９および図１０を用いて説明する。予測進路を推定するために、図９に示すように自車両が矢印方向に進行している場合の旋回半径Ｒを算出する。まず、自車両の旋回曲率ρ（１／ｍ）を算出する。旋回曲率ρは、自車速Ｖｈおよび操舵角δに基づいて、以下の（式１）で算出できる。
ρ＝１／｛Ｌ（１＋Ａ・Ｖｈ^２）｝×δ／Ｎ・・・（式１）
ここで、Ｌ：自車両のホイールベース、Ａ：車両に応じて定められたスタビリティファクタ（正の定数）、Ｎ：ステアリングギア比である。

旋回半径Ｒは、旋回曲率ρを用いて以下の（式２）で表される。
Ｒ＝１／ρ ・・・（式２）
（式２）を用いて算出した旋回半径Ｒを用いることで、図９に示すように自車両の走行軌道を半径Ｒの円弧として予測することができる。そして、図１０に示すように、旋回半径Ｒの円弧を中心線とした幅Ｔｗの領域を、自車両が走行するであろう予測進路として設定する。幅Ｔｗは、自車両の幅に基づいて予め適切に設定しておく。

ステップＳ１５０では、障害物検知装置４０によって検出される複数の障害物について、ステップＳ１４０で設定した自車両の予測進路内にあるか、予測進路外にあるかを判定する。ここでは、ステップＳ１３０で検出した障害物の左右方向位置ｘと前後方向位置ｙとを用いて、障害物が予測進路内にあるか否かを判定する。ステップＳ１６０では、ステップＳ１５０で自車両の予測進路内にあると判定した障害物のうち、自車両に最も近い物体を、前方障害物として選択する。

つづくステップＳ１７０では、ステップＳ１６０で選択した前方障害物と自車両との車間時間ＴＨＷを算出する。車間時間ＴＨＷは、前方障害物の現在位置に自車両が到達するまでの時間を示す物理量であり、自車両と前方障害物の車間距離Ｘと自車速Ｖｈを用いて以下の（式３）から算出される。
ＴＨＷ＝Ｘ／Ｖｈ・・・（式３）
車間時間ＴＨＷが小さいほど自車両と前方障害物との接触の可能性が高くなるため、（式３）で算出される車間時間ＴＨＷを、自車両と前方障害物との接触の可能性を表すリスクポテンシャルということができる。

ステップＳ１８０では、ステップＳ１７０で算出した前方障害物との車間時間ＴＨＷに基づいて、制駆動力制御を行う際に用いる反発力Ｆｃを算出する。反発力Ｆｃは以下のようにして算出する。

ここでは、図１１（ａ）に示すように、自車両前方に仮想的な弾性体を設けたと仮定し、この仮想的な弾性体が前方車両に当たって圧縮され、自車両に対する擬似的な走行抵抗を発生するというモデルを考える。図１１（ｂ）に示すように自車両と前方車両との車間距離Ｘが小さくなると仮想弾性体が前方車両に当たって圧縮され、圧縮された仮想弾性体の反発力が走行抵抗として自車両に作用する。仮想弾性体の反発力Ｆｃは、自車両と前方車両との車間距離Ｘを用いて以下の（式４）で表すことができる。
Ｆｃ＝ｋ・（Ｔｈ−Ｘ）・・・（式４）

ここで、ｋは、仮想的な弾性体のばね定数であり、適切な制御効果が得られるように予め適切に調整される制御パラメータである。Ｔｈは、仮想弾性体の長さＬを表すしきい値である。このように、自車両と前方車両との車間距離Ｘが短くなるほど反発力Ｆｃが大きくなり、自車両に作用する走行抵抗も大きくなる。

ステップＳ１８０では、自車両と前方障害物の間に２つの異なる仮想弾性体（第１の仮想弾性体と第２の仮想弾性体）を設けたと仮定し、それぞれの仮想弾性体について反発力Ｆｃ１とＦｃ２を算出する。ここで行う処理を、図１２のフローチャートを用いて説明する。

ステップＳ１８０１では、ステップＳ１７０で算出した自車両と前方障害物との車間時間ＴＨＷをしきい値Ｔ１と比較する。車間時間ＴＨＷがしきい値Ｔ１（例えば１．５sec）より小さい場合（ＴＨＷ＜Ｔ１）は、ステップＳ１８０２へ進み、第１の仮想弾性体についての反発力Ｆｃ１を算出する。第１の仮想弾性体による反発力Ｆｃ１は、以下の（式５）から算出する。
Ｆｃ１＝ｋ１・（Ｔｈ１−Ｘ）・・・（式５）

（式５）において、ｋ１は第１の仮想弾性体のばね定数であり、Ｔｈ１は第１の仮想弾性体の長さを表すしきい値である。しきい値Ｔｈ１は、例えばステップＳ１８０１で用いた車間時間ＴＨＷのしきい値Ｔ１に自車速Ｖｈを乗算することにより得られる。一方、ステップＳ１８０１においてＴＨＷ≧Ｔ１と判定されると、ステップＳ１８０３に進んで反発力Ｆｃ１＝０とする。

つづくステップＳ１８０４では、自車両と前方障害物との車間時間ＴＨＷをしきい値Ｔ２と比較する。ここで用いるしきい値Ｔ２は、ステップＳ１８０１で用いたしきい値Ｔ１よりも小さい値である。車間時間ＴＨＷがしきい値Ｔ２（例えば１sec）より小さい場合（ＴＨＷ＜Ｔ２）は、ステップＳ１８０５へ進み、第２の仮想弾性体についての反発力Ｆｃ２を算出する。第２の仮想弾性体による反発力Ｆｃ２は、以下の（式６）から算出する。
Ｆｃ２＝ｋ２・（Ｔｈ２−Ｘ）・・・（式６）

（式６）において、ｋ２は第２の仮想弾性体のばね定数であり、Ｔｈ２は第２の仮想弾性体の長さを表すしきい値である。しきい値Ｔｈ２は、例えばステップＳ１８０４で用いた車間時間ＴＨＷのしきい値Ｔ２に自車速Ｖｈを乗算することにより得られる。一方、ステップＳ１８０４においてＴＨＷ≧Ｔ２と判定されると、ステップＳ１８０６に進んで反発力Ｆｃ２＝０とする。

図１３に、上述したように算出した反発力Ｆｃ１およびＦｃ２と車間時間ＴＨＷとの関係を示す。自車両が前方障害物に接近し、車間時間ＴＨＷがしきい値Ｔ１を下回ると第１の仮想弾性体による反発力Ｆｃ１が増加し始める。さらに自車両が前方障害物に接近し、車間時間ＴＨＷがしきい値Ｔ２を下回ると第２の仮想弾性体による反発力Ｆｃ２が増加し始める。なお、第１の仮想弾性体のバネ定数ｋ１および第２の仮想弾性体のばね定数ｋ２は、ｋ１＜ｋ２となるように設定されており、反発力Ｆｃ２の増加率の方が反発力Ｆｃ１の増加率よりも大きい。

このようにステップＳ１８０で反発力Ｆｃ１，Ｆｃ２を算出した後、ステップＳ１９０へ進む。ステップＳ１９０では、第１の仮想弾性体による反発力Ｆｃ１と第２の仮想弾性体による反発力Ｆｃ２を比較する。Ｆｃ２＞Ｆｃ１の場合は、ステップＳ２００へ進んで第２の仮想弾性体による反発力Ｆｃ２を、制駆動力制御を行う際の制御用反発力Ｆｃとして選択する。

続くステップＳ２１０では、第１の仮想弾性体による反発力Ｆｃ１を算出する際に用いるしきい値Ｔ１を所定量Ｔｒだけ減少するように補正を行う。これにより、次周期においては、図１３に破線で示すように所定量Ｔｒだけ低下したしきい値Ｔ１を用いて第１の仮想弾性体による反発力Ｆｃ１が算出される。

一方、ステップＳ１９０においてＦｃ２≦Ｆｃ１であると判定されると、ステップＳ２２０へ進み、第１の仮想弾性体による反発力Ｆｃ１を、制駆動力制御を行う際の制御用反発力Ｆｃとして選択する。つづくステップＳ２３０では、しきい値Ｔ１の復元処理を行う。ここで行う処理を、図１４のフローチャートを用いて説明する。

まず、ステップＳ２３０１で、現在のしきい値Ｔ１が、初期値Ｔ１_orgであるか否かを判定する。ここでは、上述したステップＳ２１０において減少補正を行う前のしきい値Ｔ１を初期値Ｔ１_orgとする。Ｔ１＝Ｔ１_orgである場合は、そのまま処理を終了する。一方、現在のしきい値Ｔ１が初期値Ｔ１_orgと異なる場合は、ステップＳ２３０２へ進む。ステップＳ２３０２では、現在のしきい値Ｔ１を所定値ΔＴだけ増加する。これにより、第２の仮想弾性体による反発力Ｆｃ２を選択していた状態から第１の仮想弾性体による反発力Ｆｃ１を選択する状態に移行する場合に、しきい値Ｔ１をΔＴずつ徐々に初期値Ｔ１_orgまで復帰させる。

続くステップＳ２４０では、ステップＳ２００またはステップＳ２２０で設定した制御用反発力Ｆｃを用いて、制駆動力補正を行う際の駆動力補正量ΔＤａおよび制動力補正量ΔＤｂを算出する。ステップＳ２４０における制駆動力補正量の算出処理を、図１５を用いて説明する。

まずステップＳ２４０１で、ステップＳ１２０で読み込んだアクセルペダル操作量ＳＡに基づいて、アクセルペダル６１が踏みこまれているか否かを判定する。アクセルペダル６１が踏み込まれていない場合には、ステップＳ２４０２へ進み、アクセルペダル６１が急に解放されたか否かを判定する。例えば、アクセルペダル操作量ＳＡから算出するアクセルペダル６１の操作速度が所定値未満であった場合は、アクセルペダル６１がゆっくりと戻されたと判断し、ステップＳ２４０３へ進む。ステップＳ２４０３では、駆動力補正量ΔＤａとして０をセットし、つづくステップＳ２４０４で制動力補正量ΔＤｂとして制御用反発力Ｆｃをセットする。

一方、ステップＳ２４０２でアクセルペダル６１が急に戻されたと判定されると、ステップＳ２４０５へ進む。ステップＳ２４０５では駆動力補正量ΔＤａを漸減させ、ステップＳ２４０６で制動力補正量ΔＤｂを制御用反発力Ｆｃまで漸増させる。具体的には、アクセルペダル６１が急に戻された場合は、アクセルペダル操作中には駆動力を制御用反発力Ｆｃ分だけ減少させるように設定していた駆動力補正量ΔＤａ（＝−Ｆｃ）を、０まで徐々に変化させる。また、アクセルペダル６１が急に戻されてから制動力補正量ΔＤｂを制御用反発力Ｆｃまで徐々に増加させる。このように、アクセルペダル６１が急に戻された場合は、最終的に駆動力補正量ΔＤａが０に、制動力補正量ΔＤｂがＦｃになるように変化させる。

一方、ステップＳ２４０１が肯定判定され、アクセルペダル６１が踏み込まれている場合は、ステップＳ２４０７へ進んでドライバ要求駆動力Ｆｄａを推定する。コントローラ５０内には、駆動力制御装置６０内に記憶されたドライバ要求駆動力算出マップ（図５）と同一のものが用意されており、アクセルペダル操作量ＳＡに従って、ドライバ要求駆動力Ｆｄａを推定する。

つづくステップＳ２４０８で、ステップＳ２４０７で推定したドライバ要求駆動力Ｆｄａと制御用反発力Ｆｃとの大小関係を比較する。ドライバ要求駆動力Ｆｄａが制御用反発力Ｆｃ以上（Ｆｄａ≧Ｆｃ）の場合は、ステップＳ２４０９へ進む。ステップＳ２４０９では、駆動力補正量ΔＤａとして−Ｆｃをセットし、ステップＳ２４１０で制動力補正量ΔＤｂに０をセットする。すなわち、Ｆｄａ−Ｆｃ≧０であることから、駆動力Ｆｄａを制御用反発力Ｆｃにより補正した後も正の駆動力が残る。従って、補正量の出力は駆動力制御装置６０のみで行うことができる。この場合、車両の状態としては、ドライバがアクセルペダル６１を踏んでいるにも関わらず期待した程の駆動力が得られない状態となる。補正後の駆動力が走行抵抗より大きい場合には、加速が鈍くなる挙動としてドライバに感じられ、補正後の駆動力が走行抵抗より小さい場合には、減速する挙動としてドライバに感じられる。

一方、ステップＳ２４０８が否定判定され、ドライバ要求駆動力Ｆｄａが制御用反発力Ｆｃより小さい場合（Ｆｄａ＜Ｆｃ）は、駆動力制御装置６０のみでは目標とする補正量を出力できない。そこで、ステップＳ２４１１において駆動力補正量ΔＤａに−Ｆｄａをセットし、ステップＳ２４１２で制動力補正量ΔＤｂとして、補正量の不足分（Ｆｃ−Ｆｄａ）をセットする。この場合、車両の減速挙動としてドライバには察知される。

図１６に、駆動力および制動力の補正方法を説明する図を示す。図１６の横軸はアクセルペダル操作量ＳＡおよびブレーキペダル操作量ＳＢを示しており、原点０から右へ進むほどアクセルペダル操作量ＳＡが大きく、左へ進むほどブレーキペダル操作量ＳＢが大きいことを示している。図１６の縦軸は駆動力および制動力を示し、原点０から上へ進むほど駆動力が大きく、下へ進むほど制動力が大きいことを示している。

図１６において、アクセルペダル操作量ＳＡに応じた要求駆動力Ｆｄａ、およびブレーキペダル操作量ＳＢに応じた要求制動力Ｆｄｂをそれぞれ一点鎖線で示す。また、前方障害物との接触リスクポテンシャルに応じて補正した駆動力および制動力を実線で示す。

アクセルペダル操作量ＳＡが大きく、アクセルペダル操作量ＳＡに応じた要求駆動力Ｆｄａが制御用反発力Ｆｃ以上の場合は、駆動力を補正量ΔＤａに応じて減少方向に補正する。一方、アクセルペダル操作量ＳＡが小さく、アクセルペダル操作量ＳＡに応じた要求駆動力Ｆｄａが制御用反発力Ｆｃよりも小さい場合は、駆動力を発生しないような補正量ΔＤａを設定して駆動力を補正する。さらに、制御用反発力Ｆｃと要求駆動力Ｆｄａとの差を補正量ΔＤｂとして設定する。これにより、アクセルペダル操作量ＳＡに応じた緩制動を行う。

ブレーキペダルが踏み込まれると、補正量ΔＤｂに基づいて制動力を増大方向に補正する。これにより、全体として車両の走行抵抗を補正量、すなわち仮想弾性体の反発力Ｆｃに相当して増大させるように制駆動力の特性を補正している。

このようにステップＳ２４０で制駆動力補正量を算出した後、ステップＳ２５０へ進む。ステップＳ２５０では、ステップＳ２４０で算出した駆動力補正量ΔＤａ、及び制動力補正量ΔＤｂをそれぞれ駆動力制御装置６０、及び制動力制御装置９０に出力する。駆動力制御装置６０は、駆動力補正量ΔＤａと要求駆動力Ｆｄａとから目標駆動力を算出し、算出した目標駆動力を発生するようにエンジンコントローラ６０ｃに指令を出力する。また、制動力制御装置９０は、制動力補正量ΔＤｂと要求制動力Ｆｄｂとから目標制動力を算出し、目標制動力を発生するようにブレーキ液圧コントローラ９０ｃに指令を出力する。これにより、今回の処理を終了する。

つぎに、上述した第１の実施の形態による作用を図１７を用いて説明する。自車両が前方障害物に接近していく場合は、自車両と前方障害物との車間時間ＴＨＷがしきい値Ｔ１を下回ると第１の仮想弾性体による反発力Ｆｃ１が発生し始め、車間時間ＴＨＷがさらに小さくなってしきい値Ｔ２を下回ると第２の仮想弾性体による反発力Ｆｃ２も発生し始める。制御用反発力Ｆｃとしては、反発力Ｆｃ１およびＦｃ２のうち大きい方の値を選択するので、車間時間ＴＨＷが小さくなって反発力Ｆｃ１と反発力Ｆｃ２とが交わる点（車間時間ＴＨＷ＝ｔａ）までは反発力Ｆｃ１が選択される。その後は反発力Ｆｃ２が制御用反発力Ｆｃ２として選択される。

これにより、自車両が前方障害物に接近していく場合は、第１の仮想弾性体による反発力Ｆｃ１に応じて自車両に鈍い加速または減速度を与え、運転者に接触の可能性を報知する。さらに接触の可能性が高くなると第２の仮想弾性体による反発力Ｆｃ２に応じて自車両に作用する走行抵抗が大きくなるので、接触の可能性をより確実に運転者に伝達することができる。

反発力Ｆｃ２が反発力Ｆｃ１よりも大きくなると、第１の仮想弾性体の反発力Ｆｃ１を算出するためのしきい値Ｔ１が減少補正され、反発力Ｆｃ１は破線で示すように低下する。ここで、実線で示すような初期のしきい値Ｔ１_orgを用いて算出される反発力Ｆｃ１を反発力Ｆｃ１の基準線と呼ぶ。

前方障害物に接近した状態から、自車両が減速して前方障害物に追従する状態に移行する場合、すなわちＦｃ２＞Ｆｃ１の状態からＦｃ２＜Ｆｃ１の状態に移行する場合は、反発力Ｆｃ１が破線で示すように低下しているので、車間時間ＴＨＷがｔｂ（ｔｂ＞ｔａ）となるまで反発力Ｆｃ２が制御用反発力Ｆｃとして選択される。その後は反発力Ｆｃ１が選択されるが、しきい値Ｔ１が徐々に初期値Ｔ１_orgまで復帰するので、図１７に示すように反発力Ｆｃ１も徐々に基準線まで復帰する。

これにより、前方障害物に接近した後、車間時間ＴＨＷが大きくなるにつれて自車両に作用する走行抵抗が速やかに低下する。さらに、十分な車間時間ＴＨＷが確保されると、すなわち車間時間ＴＨＷがｔａより大きくなると制御用反発力Ｆｃが一旦減少（オーバーシュート）するので、違和感なく前方障害物への追従走行に移行することができる。

このように以上説明した第１の実施の形態においては、以下のような作用効果を奏することができる。
（１）コントローラ５０は、自車両と前方障害物との接触の可能性に関する接触リスクポテンシャルを算出し、接触リスクポテンシャルに基づいて自車両に発生する制駆動力を制御する。具体的には、コントローラ５０は接触リスクポテンシャルが高い領域における高リスク領域制御量（第２の仮想弾性体の反発力Ｆｃ２）と、接触リスクポテンシャルが低い領域における低リスク領域制御量（第１の仮想弾性体の反発力Ｆｃ１）を算出し、高リスク領域制御量と低リスク領域制御量から実際の制駆動力制御に用いる実制御量（制御用反発力Ｆｃ）を決定する。このとき、接触リスクポテンシャルが高い状態から低い状態へ移行する際は、制御用反発力Ｆｃを、反発力Ｆｃ２と反発力Ｆｃ１から決定される値よりも低下させた後、反発力Ｆｃ２と反発力Ｆｃ１から決定される値まで復帰させる。これにより、接触リスクポテンシャルが高い状態から低い状態へ移行する際には制御用反発力Ｆｃが一旦低下し、その後復帰するようになるので、前方障害物に接近した状態から追従走行に移行するような場合に運転者に違和感を与えることのない制駆動力制御を行うことができる。一方、接触リスクポテンシャルが低い状態から高い状態へ移行する場合は、反発力Ｆｃ１と反発力Ｆｃ２から大きい方の値が制御用反発力Ｆｃとして選択されるので、運転者に減速感を与えて前方障害物との接触の可能性を報知することができる。
（２）接触リスクポテンシャルが高い状態から低い状態へ移行する際、制御用反発力Ｆｃを低下するために、コントローラ５０は反発力Ｆｃ１を減少補正し、反発力Ｆｃ２と減少補正した反発力Ｆｃ１とから制御用反発力Ｆｃを決定する。これにより、接触リスクポテンシャルが低い状態へ移行する場合は、前方障害物との適切な車間距離が確保された時点で制御用反発力Ｆｃが一旦低下するので、車間距離を広げる方向への制駆動力制御が必要以上に行われることがなく、運転者に違和感を与えることがない。
（３）コントローラ５０は、接触リスクポテンシャルが低い状態へ移行する際、反発力Ｆｃ１を減少補正した後、基準線まで徐々に復帰させるので、制御用反発力Ｆｃも徐々に復帰する。これにより、追従走行への円滑な移行が可能となる。
（４）接触リスクポテンシャルに対する高リスク領域制御量の変化率は、接触リスクポテンシャルに対する低リスク領域制御量の変化率よりも大きくなるように設定されている。具体的には、図１３に示すように反発力Ｆｃ２の傾きが反発力Ｆｃ１の傾きよりも大きい。これにより、自車両が前方障害物に接近していく場合には自車両に作用する走行抵抗を速やかに増加して接触の可能性を報知することができる。

《第２の実施の形態》
以下に、本発明の第２の実施の形態による車両用運転操作補助装置について説明する。第２の実施の形態による車両用運転操作補助装置の構成は、図１に示した第１の実施の形態と同様である。ここでは、第１の実施の形態との相違点を主に説明する。

第２の実施の形態においては、第１の仮想弾性体による反発力Ｆｃ１の減少補正の方法のみが上述した第１の実施の形態と異なっている。ここでは、前方障害物との接触の可能性が高い状態から低い状態に移行する際、すなわち自車両が前方障害物に接近した状態から減速して追従走行に移行する際に、第１の仮想弾性体のばね定数ｋ１を減少補正することにより、反発力Ｆｃ１を低下させる。

以下に、第２の実施の形態における車両用運転操作補助装置１の動作について、図１８のフローチャートを用いて説明する。本処理内容は、一定間隔、例えば５０ｍｓｅｃ毎に連続的に行われる。ステップＳ３１０〜Ｓ３８０における処理は、図８のフローチャートのステップＳ１１０〜Ｓ１８０での処理と同様であるので説明を省略する。

ステップＳ３８０では、第１の仮想弾性体による反発力Ｆｃ１と第２の仮想弾性体による反発力Ｆｃ２を比較する。Ｆｃ２＞Ｆｃ１の場合は、ステップＳ４００へ進んで第２の仮想弾性体による反発力Ｆｃ２を、制駆動力制御を行う際の制御用反発力Ｆｃとして選択する。つづくステップＳ４１０では、第１の仮想弾性体の反発力Ｆｃ１を算出する際に用いたばね定数ｋ１を所定量ｋｒだけ減少するように補正を行う。これにより、次周期においては、減少補正したばね定数ｋ１を用いて反発力Ｆｃ１が算出され、図１９に破線で示すように車間時間ＴＨＷに対する反発力Ｆｃ１の傾きが低下する。

一方、ステップＳ３９０においてＦｃ２≦Ｆｃ１であると判定されると、ステップＳ４２０へ進み、第１の仮想弾性体による反発力Ｆｃ１を、制駆動力制御を行う際の制御用反発力Ｆｃとして選択する。つづくステップＳ４３０では、ばね定数ｋ１の復元処理を行う。ここでの処理は、図１４を用いて説明したしきい値Ｔ１の復元処理と同様である。すなわち、バネ定数ｋ１が、ステップＳ４１０において減少補正を行う前の初期値ｋ１_orgと異なる場合は、バネ定数ｋ１を所定値Δｋずつ増加し、徐々に初期値ｋ１_orgまで復帰させる。
つづくステップＳ４４０およびＳ４５０での処理は、図８のステップＳ２４０およびＳ２５０での処理と同様であるので説明を省略する。

以上説明したように、自車両と前方障害物との接触の可能性が低い状態から高い状態へ移行する場合は、第１の仮想弾性体による反発力Ｆｃ１と第２の仮想弾性体による反発力Ｆｃ２のうち、大きい方の値が選択される。これにより、前方障害物に接近していくにつれて大きな走行抵抗が自車両に作用し、接触の可能性を運転者に報知することができる。さらに、接触の可能性が高くなると（車間時間ＴＨＷがｔｃを下回る領域）、反発力Ｆｃ２に応じて走行抵抗の増加率が大きくなるので、運転者への報知をより確実に行うことができる。

一方、接触の可能性が高い状態から低い状態へ移行する場合は、バネ定数ｋ１の減少補正により反発力Ｆｃ１が破線で示すように低下しているので、車間時間ＴＨＷがｔｄとなるまで第２の仮想弾性体による反発力Ｆｃ２が制御用反発力Ｆｃとして選択される。これにより、車間時間ＴＨＷがｔｃよりも大きくなって十分な車間時間ＴＨＷが確保されると制御用反発力Ｆｃが一旦減少するので、運転者は違和感なく前方障害物への追従走行に移行することができる。その後は第１の仮想弾性体による反発力Ｆｃ１が選択されるが、ばね定数ｋ１が徐々に初期値ｋ１_orgまで復帰するので、反発力Ｆｃ１も徐々に実線で示す基準線まで復帰する。

以上説明したように、第１の仮想弾性体のばね定数ｋ１を補正することによっても、上述した第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

《第３の実施の形態》
以下に、本発明の第３の実施の形態による車両用運転操作補助装置について説明する。第３の実施の形態による車両用運転操作補助装置の構成は、図１に示した第１の実施の形態と同様である。ここでは、第１の実施の形態との相違点を主に説明する。

第３の実施の形態においては、上述した第１の実施の形態と同様に、接近の可能性が高い状態から低い状態へ移行する際に、しきい値Ｔ１を減少補正して第１の仮想弾性体による反発力Ｆｃ１を低下させる。ただし、コントローラ５０内の減速時補正変更手段により先行車の減速度に応じてしきい値Ｔ１の減少量Ｔｒを設定する。

図２０に、先行車の減速度ａｆとしきい値Ｔ１の減少補正量Ｔｒとの関係を示す。図２０に示すように、減速度ａｆが０で先行車が減速していない場合は減少補正量Ｔｒを所定値Ｔｒ１とし、先行車の減速度ａｆが大きくなるほど減少補正量Ｔｒを小さくする。これにより、先行車が減速していない場合は第１の仮想弾性体による反発力Ｆｃ１が基準線に対して大きく低下する。一方、先行車の減速度ａｆが大きくなるほどしきい値Ｔ１の減少補正量Ｔｒが小さくなり、反発力Ｆｃ１の低下度合が小さくなる。

従って、車間時間ＴＨＷが大きくなって前方障害物との接触の可能性が低い状態に移行した場合でも、先行車が減速している場合は制御用反発力Ｆｃが低下しすぎることがない。

このように、第３の実施の形態においては、上述した第１の実施の形態による効果に加えて以下のような作用効果を奏することができる。
（１）コントローラ５０は、前方障害物が減速している場合には、制御用反発力Ｆｃの補正の度合、すなわち第１の仮想弾性体による反発力Ｆｃ１の補正の度合を変更する。これにより、前方障害物との接触の可能性が低くなっている場合でも、前方障害物が減速しているときは制御用反発力Ｆｃを低下させ過ぎることがなく、快適性を向上させることが可能となる。
（２）コントローラ５０は、前方障害物の減速度が大きくなるほど、第１の仮想弾性体の反発力Ｆｃ１の減少補正量を小さくする。具体的には、図２０に示すように先行車減速度ａｆが大きくなるほど反発力Ｆｃ１を算出する際のしきい値Ｔ１の減少補正量Ｔｒを小さくする。これにより、前方障害物が減速している場合は制御用反発力Ｆｃの低下が抑えられ、快適性の向上を図ることができる。

−第３の実施の形態の変形例−
ここでは、第２の実施の形態において減少補正した第１の仮想弾性体のバネ定数ｋ１の減少補正量ｋｒを、先行車の減速度ａｆに基づいて設定する。

図２１に、先行車の減速度ａｆとバネ定数ｋ１の減少補正量ｋｒとの関係を示す。図２１に示すように、減速度ａｆが０で先行車が減速していない場合は減少補正量ｋｒを所定値ｋｒ１とし、先行車の減速度ａｆが大きくなるほど減少補正量ｋｒを小さくする。これにより、先行車が減速していない場合は第１の仮想弾性体による反発力Ｆｃ１が基準線に対して大きく低下する。一方、先行車の減速度ａｆが大きくなるほど反発力Ｆｃ１の低下度合が小さくなる。

このように、コントローラ５０は、前方障害物の減速度が大きくなるほど、第１の仮想弾性体の反発力Ｆｃ１の減少補正量を小さくする。具体的には、図２１に示すように先行車減速度ａｆが大きくなるほど反発力Ｆｃ１を算出する際のバネ定数ｋ１の減少補正量ｋｒを小さくする。これにより、前方障害物が減速している場合は制御用反発力Ｆｃの低下が抑えられ、快適性の向上を図ることができる。

《第４の実施の形態》
以下に、本発明の第４の実施の形態による車両用運転操作補助装置について説明する。第４の実施の形態による車両用運転操作補助装置の構成は、図１に示した第１の実施の形態と同様である。ここでは、第１の実施の形態との相違点を主に説明する。

第４の実施の形態においては、上述した第１の実施の形態と同様に、接近の可能性が高い状態から低い状態へ移行する際に、しきい値Ｔ１を減少補正して第１の仮想弾性体による反発力Ｆｃ１を低下させる。ただし、しきい値Ｔ１を初期値Ｔ１_orgまで復元するときの復元量ΔＴを先行車の減速度に応じて設定する。

図２２に、先行車の減速度ａｆとしきい値Ｔ１の復元量ΔＴとの関係を示す。図２２に示すように、減速度ａｆが０で先行車が減速していない場合は復元量ΔＴを所定値ΔＴ１とし、先行車の減速度ａｆが大きくなるほど復元量ΔＴを大きくする。これにより、先行車が減速していない場合はしきい値Ｔ１がゆっくりと初期値Ｔ１_orgまで復帰し、先行車の減速度ａｆが大きくなるほどしきい値Ｔ１が速やかに復帰する。

従って、車間時間ＴＨＷが大きくなって前方障害物との接触の可能性が低い状態に移行した場合でも、先行車が減速している場合は第１の仮想弾性体の反発力Ｆｃ１が速やかに基準線まで復帰するので制御用反発力Ｆｃが低下しすぎることがない。

このように、コントローラ５０は、前方障害物の減速度が大きくなるほど、第１の仮想弾性体の反発力Ｆｃ１の復帰速度を高める。具体的には、図２２に示すように先行車減速度ａｆが大きくなるほど反発力Ｆｃ１を算出する際のしきい値Ｔ１の復元量ΔＴを大きくする。これにより、前方障害物が減速している場合は減少補正した制御用反発力Ｆｃが速やかに復帰し、快適性の向上を図ることができる。

−第４の実施の形態の変形例−
ここでは、第２の実施の形態において減少補正した第１の仮想弾性体のバネ定数ｋ１の復元量Δｋを、先行車の減速度ａｆに基づいて設定する。

図２３に、先行車の減速度ａｆとバネ定数ｋ１の復元量Δｋとの関係を示す。図２３に示すように、減速度ａｆが０で先行車が減速していない場合は復元量Δｋを所定値Δｋ１とし、先行車の減速度ａｆが大きくなるほど復元量Δｋを大きくする。これにより、先行車が減速していない場合はバネ定数ｋ１がゆっくりと初期値ｋ１_orgまで復帰し、先行車の減速度ａｆが大きくなるほどばね定数ｋ１が速やかに復帰する。

このように、コントローラ５０は、前方障害物の減速度が大きくなるほど、第１の仮想弾性体の反発力Ｆｃ１の復帰速度を高める。具体的には、図２３に示すように先行車減速度ａｆが大きくなるほど反発力Ｆｃ１を算出する際のバネ定数ｋ１の復元量Δｋを大きくする。これにより、前方障害物が減速している場合は減少補正した制御用反発力Ｆｃが速やかに復帰し、快適性の向上を図ることができる。

《第５の実施の形態》
以下に、本発明の第５の実施の形態による車両用運転操作補助装置について説明する。図２４に、第５の実施の形態による車両用運転操作補助装置２の構成を示すシステム図を示す。図２４において、図１に示した第１の実施の形態と同様の機能を有する箇所には同一の符号を付している。ここでは、第１の実施の形態との相違点を主に説明する。

図２４に示すように、車両用運転操作補助装置２は、アクセルペダル６１に操作反力を発生させるアクセルペダル反力発生装置６２と、ブレーキペダル９１に操作反力を発生させるブレーキペダル反力発生装置９２とをさらに備えている。第５の実施の形態においては、前方障害物に対する接触リスクポテンシャルに応じて制御する制駆動力の補正量に応じて、アクセルペダル６１またはブレーキペダル９１に発生する操作反力を制御する。

アクセルペダル反力発生装置６２は、アクセルペダル６１のリンク機構に組み込まれたサーボモータ（不図示）を備えている。アクセルペダル反力発生装置６２は、コントローラ５１からの指令に応じてサーボモータで発生させるトルクを制御し、運転者がアクセルペダル６１を操作する際に発生する操作反力を任意に制御することができる。なお、反力制御を行わない場合のアクセルペダル反力は、アクセルペダル操作量ＳＡに対して比例するように設定されている。

ブレーキペダル反力発生装置９２は、ブレーキペダル９１のリンク機構に組み込まれたサーボモータ（不図示）を備えている。ブレーキペダル反力発生装置９２は、コントローラ５１からの指令に応じてサーボモータで発生させるトルクを制御し、運転者がブレーキペダル９１を操作する際に発生する操作反力を任意に制御することができる。なお、ここでは、サーボモータによってブレーキペダル９１の反力を制御しているが、これには限定されず、例えばコンピュータ制御による油圧力を用いてブレーキアシスト力を発生させることもできる。

以下に、車両用運転操作補助装置２の動作を、図２５を用いて説明する。図２５は、第５の実施の形態のコントローラ５１における運転操作補助制御処理の処理手順のフローチャートである。本処理内容は、一定間隔、例えば５０ｍｓｅｃ毎に連続的に行われる。ステップＳ５１０〜Ｓ６５０での処理は、第２の実施の形態で説明した図１８のフローチャートのステップＳ３１０〜Ｓ４５０での処理と同様であるので説明を省略する。

ステップＳ６６０では、ステップＳ６００またはＳ６２０で算出した制御用反発力Ｆｃに基づいて、アクセルペダル６１またはブレーキペダル９１に発生する操作反力の制御量、すなわちアクセルペダル反力制御指令値ＦＡとブレーキペダル反力制御指令値ＦＢを算出する。

図２６に、制御用反発力Ｆｃとアクセルペダル反力制御指令値ＦＡとの関係を示す。図２６において、アクセルペダル反力制御を行わない場合の、通常のアクセルペダル反力を破線で示す。ここではアクセルペダル操作量ＳＡが一定の場合のアクセルペダル反力を示している。図２６に示すように、制御用反発力Ｆｃが大きくなるほど、通常値に対してアクセルペダル反力制御指令値ＦＡが増加する。制御用反発力Ｆｃが所定値Ｆｃ１を超えると、アクセルペダル反力制御指令値ＦＡの増加率が大きくなる。このように、制駆動力の補正量が大きくなるほど、アクセルペダル６１に発生する操作反力が大きくなる。

図２７に、制御用反発力Ｆｃとブレーキペダル反力制御指令値ＦＢとの関係を示す。図２７において、ブレーキペダル反力制御を行わない場合の、通常のブレーキペダル反力制御指令値を破線で示す。ここではブレーキペダル操作量ＳＢが一定の場合のブレーキペダル反力を示している。図２７に示すように、制御用反発力Ｆｃが所定値Ｆｃ１を超える領域では、制御用反発力Ｆｃが大きくなるほど、通常値に対してブレーキペダル反力制御指令値ＦＢが低下する。これにより、制駆動力の補正量が大きくなるほどブレーキペダル９１に発生する操作反力が小さくなり、すなわちブレーキアシスト力が大きくなりブレーキペダル９１を踏み込みやすくなる。

つづくステップＳ６７０では、ステップＳ６６０で算出したアクセルペダル反力制御指令値ＦＡおよびブレーキペダル反力制御指令値ＦＢをそれぞれアクセルペダル反力発生装置６２およびブレーキペダル反力発生装置９２に出力する。アクセルペダル反力発生装置６２およびブレーキペダル反力発生装置９２は、それぞれコントローラ５１から入力される指令値に応じてアクセルペダル反力およびブレーキペダル反力を制御する。

このように、以上説明した第５の実施の形態においては上述した第１および第２の実施の形態による効果に加えて、以下のような作用効果を奏することができる。
自車両と前方障害物との接触リスクポテンシャルに基づいて制駆動力制御を行うとともに、アクセルペダル６１およびブレーキペダル９１の操作反力制御も行う。制駆動力制御によって補正する制駆動力の補正量を、運転操作装置の操作反力として運転者に伝達することにより、自車両の制御状態を運転者に知らせて注意を喚起することができる。前方障害物との接触の可能性が低い状態に移行した場合に制御用反発力Ｆｃが一時的に低下（オーバーシュート）すると、例えばアクセルペダル６１に発生する操作反力も低下するので、運転者の加速意図を妨げることのない操作反力制御を行うことができる。

なお、第５の実施の形態においては、第２の実施の形態と同様にバネ定数ｋ１を減少補正することにより第１の仮想弾性体による反発力Ｆｃ１を低下したが、これには限定されず、第１の実施の形態と同様にしきい値Ｔ１を減少補正することももちろん可能である。

上述した第５の実施の形態においては、前方障害物との接触リスクポテンシャルに応じたアクセルペダル反力制御およびブレーキペダル反力制御をそれぞれ行った。ただし、これには限定されず、アクセルペダル反力制御またはブレーキペダル反力制御を行うこともできる。また、制駆動力制御を行わずにアクセルペダル反力制御またはブレーキペダル反力制御のみを行うシステムに、本発明を適用することも可能である。

上述した第１から第５の実施の形態においては、接触リスクポテンシャルに応じて、アクセルペダル操作量ＳＡに対する駆動力の特性を減少方向に補正し、ブレーキペダル操作量ＳＢに対する制動力の特性を増加方向に補正した。ただし、これには限定されず、駆動力制御のみを行うシステムにおいても、本発明を適用することが可能である。

上述した第１から第５の実施の形態においては、自車両と障害物との車間時間ＴＨＷを障害物との接触の可能性に関するリスクポテンシャルとして算出したが、これには限定されない。例えば、車間時間ＴＨＷの代わりに自車両が障害物に接触するまでの時間を表す余裕時間ＴＴＣを用いることもできる。余裕時間ＴＴＣは、自車両と障害物との車間距離Ｄを相対速度で割ることにより算出できる。なお、余裕時間ＴＴＣを用いる場合も、車間時間ＴＨＷを用いる場合と同様に制御用反発力Ｆｃを算出する。

上述した第３の実施の形態と第４の実施の形態を組み合わせることも可能である。具体的には、先行車の減速度ａｆに応じてしきい値Ｔ１の減少補正量Ｔｒを変更するとともに、しきい値Ｔ１の復元量ΔＴも変更する。同様に、先行車の減速度ａｆに応じてバネ定数ｋ１の減少補正量ｋｒを変更するときに、その復元量Δｋを変更することもできる。これにより、先行車が減速している場合には制御用反発力Ｆｃの低下を抑えるとともに、低下した制御用反発力Ｆｃの復帰速度を高めることができる。その結果、車間時間ＴＨＷが大きくなっている場合でも、前方障害物が減速しているときは運転者に減速感を与えることにより注意を喚起することができる。

上述した第３および第４の実施の形態においては、先行車の減速度ａｆに応じて第１の仮想弾性体による反発力Ｆｃ１の減少補正量および復帰速度を設定したが、これには限定されず、先行車が減速していることを検出した場合には反発力Ｆｃ１の減少補正を行わないようにすることもできる。

以上説明した第１から第５の実施の形態においては、障害物検出手段としてレーダ装置１０および障害物検知装置４０を用い、走行状態検出手段として車速センサ２０を用い、リスクポテンシャル算出手段、高リスク領域制御量算出手段、低リスク領域制御量算出手段、実制御量決定手段、実制御量補正手段、および減速時補正変更手段としてコントローラ５０，５１を用いた。また、制御手段として、コントローラ５０，５１，駆動力制御装置６０，制動力制御装置９０，アクセルペダル反力発生装置６２，およびブレーキペダル反力発生装置９２を用いた。なお、上述した第１から第５の実施の形態においては、レーザレーダをレーダ装置１０として用いる例を説明したが、レーザレーダの代わりにミリ波レーダ等の別方式のレーダ装置を用いることももちろん可能である。

本発明の第１の実施の形態による車両用運転操作補助装置のシステム図。レーダ装置の測距原理を説明する図。レーダ装置による検出結果の一例を示す図。駆動力制御装置を説明する図。アクセルペダル操作量と要求駆動力との関係を示す図。制動力制御装置を説明する図。ブレーキペダル操作量と要求制動力との関係を示す図。第１の実施の形態における運転操作補助制御プログラムの処理手順を示すフローチャート。自車両の予測進路の算出方法を説明する図。自車両の予測進路の算出方法を説明する図。（ａ）（ｂ）制駆動力制御の概念を説明する図。仮想弾性体の反発力算出処理を示すフローチャート。車間時間と仮想弾性体の反発力との関係を示す図。しきい値復元処理を示すフローチャート。制駆動力補正量算出処理の処理手順を示すフローチャート。駆動力補正および制動力補正の特性を説明する図。車間時間と制御用反発力との関係を示す図。第２の実施の形態における運転操作補助制御プログラムの処理手順を示すフローチャート。車間時間と仮想弾性体の反発力との関係を示す図。先行車減速度としきい値減少補正量との関係を示す図。先行車減速度とバネ定数減少補正量との関係を示す図。先行車減速度としきい値復元量との関係を示す図。先行車減速度とバネ定数復元量との関係を示す図。本発明の第５の実施の形態による車両用運転操作補助装置のシステム図。第５の実施の形態における運転操作補助制御プログラムの処理手順を示すフローチャート。制御用反発力とアクセルペダル反力制御指令値との関係を示す図。制御用反発力とブレーキペダル反力制御指令値との関係を示す図。

符号の説明

１０：レーダ装置
２０：車速センサ
３０：舵角センサ
４０：障害物検知装置
５０、５１：コントローラ
６０：駆動力制御装置
６１：アクセルペダル
６２：アクセルペダル反力発生装置
９０：制動力制御装置
９１：ブレーキペダル
９２：ブレーキペダル反力制御装置

Claims

自車両前方の前方車を検出し、自車両と前記前方車との車間距離および相対速度を検出する障害物検出手段と、
自車速を検出する車速検出手段と、
前記障害物検出手段で検出した前記車間距離と前記車速検出手段で検出した前記自車速から前記自車両と前記前方車との車間時間、または前記障害物検出手段で検出した前記車間距離と前記相対速度から前記自車両と前記前方車との余裕時間を算出するリスクポテンシャル算出手段と、
前記自車両の前方に第１の仮想弾性体を設けたと仮定し、前記第１の仮想弾性体が前記前方車に当たって圧縮された場合の前記第１の仮想弾性体の反発力を第１の反発力として算出する第１反発力算出手段と、
前記自車両の前方に第２の仮想弾性体を設けたと仮定し、前記第２の仮想弾性体が前記前方車に当たって圧縮された場合の前記第２の仮想弾性体の反発力を第２の反発力として算出する第２反発力算出手段と、
前記第１反発力算出手段によって算出される前記第１の反発力と、前記第２反発力算出手段によって算出される前記第２の反発力のうち、大きい方の値を制御用反発力として決定する制御用反発力決定手段と、
前記制御用反発力決定手段によって決定された前記制御反発力に基づいて、アクセルペダルに発生する操作反力、および前記自車両に発生する制駆動力の少なくともいずれかを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記制御反発力が大きくなるほど前記操作反力を大きくし、前記制御反発力が大きくなるほど駆動力が小さく制動力が大きくなるように制御し、
前記第１反発力算出手段は、前記車間時間または前記余裕時間が第１しきい値より小さい場合に、前記第１しきい値と前記自車速に基づいて前記第１の仮想弾性体の長さを設定し、前記第１の仮想弾性体の長さと前記車間距離との差に第１のバネ定数を乗算することにより前記第１の反発力を算出し、
前記第２反発力算出手段は、前記車間時間または前記余裕時間が第２しきい値より小さい場合に、前記第２しきい値と前記自車速に基づいて前記第２の仮想弾性体の長さを設定し、前記第２の仮想弾性体の長さと前記車間距離との差に第２のバネ定数を乗算することにより前記第２の反発力を算出し、
前記第２しきい値は前記第１しきい値よりも小さく、
前記第１バネ定数は前記第２バネ定数よりも小さく、
前記制御用反発力として前記第２の反発力が選択されていた状態から前記第１の反発力が選択される状態へ移行する際に、前記制御用反発力を、前記第１の反発力と前記第２の反発力から決定される値よりも低下させた後、前記第１の反発力と前記第２の反発力から決定される値まで復帰させる制御用反発力補正手段をさらに備え、
前記制御用反発力補正手段は、前記第２の反発力が選択されていた状態から前記第１の反発力が選択される状態へ移行する際に、前記第１しきい値または前記第１バネ定数を減少することにより前記第１の反発力を減少補正し、前記制御用反発力決定手段において前記減少補正した第１の反発力と前記第２の反発力のいずれか大きい方の値を前記制御用反発力として選択させることにより、前記制御用反発力を低下し、前記制御用反発力として前記第１の反発力が選択されていた状態から前記第２の反発力が選択される状態へ移行する際には、前記第１の反発力の減少補正を行わないことを特徴とする車両用運転操作補助装置。
請求項１に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記制御用反発力補正手段は、減少補正した前記第１の反発力を復帰することにより、前記制御用反発力を復帰させることを特徴とする車両用運転操作補助装置。
請求項１に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記障害物検出手段によって検出される前記前方車の減速度が大きくなるほど、前記制御用反発力補正手段で減少する前記第１しきい値の減少量を小さく、または前記第１バネ定数の減少量を小さくする減速時補正変更手段をさらに備えることを特徴とする車両用運転操作補助装置。
請求項２に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記障害物検出手段によって検出される前記前方車の減速度が大きくなるほど、前記制御用反発力補正手段で減少した前記第１しきい値の復帰速度を大きく、または減少した前記第１バネ定数の復帰速度を大きくすることによって前記第１の反発力の復帰速度を高める減速度補正変更手段をさらに備えることを特徴とする車両用運転操作補助装置。
請求項１から請求項４のいずれかに記載の車両用運転操作補助装置を備えることを特徴とする車両。